Dizajn molekulskega origamija za nove molekulske stroje in uravnavanje delovanja celic

Proteini so najbolj kompleksne molekule v naravi, ki hkrati predstavljajo »pametne nanostrukture«, saj linearno zaporedje aminokislin določa njihovo strukturo in funkcijo. Kljub zelo kompleksnemu prispevku velikega števila šibkih interakcij, ki določajo strukturo proteina, smo v zadnjih letih uspeli napraviti preboj v dizajnu novih proteinskih struktur, ki v naravi ne obstajajo. V naši skupini smo iznašli modularno strategijo dizajna proteinov, ki jemlje navdih v teoriji grafov in DNA nanotehnologiji. Za sestavne gradnike uporabljamo dizajniranje polipeptidne obvite vijačnice, iz katerih lahko pripravimo proteinske kletke. Dizajnirane proteinske kletke iz obvitih vijačnic lahko pripravimo v celičnih tovarnah, kjer smo uspeli dizajnirati zaporedja, ki se lahko zvijejo tudi znotraj celic. Pristop omogoča tudi kontrolo poti zvitja, kar je še posebej pomembno za tvorbo zavozlanih struktur. Obvite vijačnice lahko uporabimo tudi za usmerjanje tvorbe molekulskih kompleksov v celicah, za aktivacijo genov preko zunanjih signalov. Opisan modularni princip ima velike potenciale za uvedbo novih lastnosti v dizajnirane proteine.